Cellerne i din krop kan nedbryde eller metabolisere glukose for at få den energi, de har brug for. I stedet for blot at frigive denne energi som varme, lagrer celler imidlertid denne energi i form af adenosintrifosfat eller ATP; ATP fungerer som en slags energivaluta, der er tilgængelig i en bekvem form til at imødekomme cellens behov.
Samlet kemisk ligning
Da nedbrydningen af glukose er en kemisk reaktion, kan den beskrives ved hjælp af følgende kemiske ligning: C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O, hvor der frigøres 2870 kilojoule energi for hver mol glukose, der er metaboliseres. Selvom denne ligning beskriver den overordnede proces, er dens enkelhed vildledende, fordi den skjuler alle detaljer om, hvad der virkelig finder sted. Glukose metaboliseres ikke i et enkelt trin. I stedet bryder cellen glukose ned i en række små trin, som hver især frigiver energi. De kemiske ligninger for disse vises nedenfor.
Glykolyse
Det første trin i glukosemetabolismen er glykolyse, en ti-trins proces, hvor et glukosemolekyle er lyseres eller opdeles i to tre-kulstof sukker, som derefter kemisk ændres for at danne to molekyler af pyruvat. Nettoligningen til glykolyse er som følger: C6H12O6 + 2 ADP + 2 [P] i + 2 NAD + -> 2 pyruvat + 2 ATP + 2 NADH, hvor C6H12O6 er glucose, [P] i er en phosphatgruppe, NAD + og NADH er elektronacceptorer / bærere og ADP er adenosin diphosphat. Igen, mens denne ligning giver det overordnede billede, skjuler den også mange af de beskidte detaljer; da glycolyse er en ti-trins proces, kunne hvert trin beskrives ved hjælp af en separat kemisk ligning.
Citronsyrecyklus
Det næste trin i glukosemetabolisme er citronsyrecyklus (også kaldet Krebs-cyklus eller tricarboxylsyre-cyklus). Hver af de to molekyler af pyruvat dannet ved glycolyse omdannes til en forbindelse kaldet acetyl CoA; gennem en 8-trins proces kan disse Netto kemiske ligning for citronsyrecyklus skrives som følger: acetyl CoA + 3 NAD + + Q + BNP + [P] i + 2 H2O -> CoA-SH + 3 NADH + 3 H + + QH2 + GTP + 2 CO2. En mere detaljeret beskrivelse af alle de involverede trin ligger uden for denne artikels anvendelsesområde; grundlæggende donerer citronsyrecyklussen imidlertid elektroner til to elektronbærermolekyler, NADH og FADH2, som derefter kan donere disse elektroner til en anden proces. Det producerer også et molekyle kaldet GTP, der har lignende funktioner som ATP i cellen.
Oxidativ phosphorylering
I det sidste store trin i glukosemetabolisme donerer elektronbærermolekyler fra citronsyrecyklus (NADH og FADH2) deres elektroner til elektrontransportkæden, en kæde af proteiner indlejret i mitokondriernes membran i dine celler. Mitokondrier er vigtige strukturer, der spiller en nøglerolle i glukosemetabolisme og i generering af energi. Elektrontransportkæden driver en proces, der driver syntesen af ATP fra ADP.
Effekter
De samlede resultater af glukosemetabolisme er imponerende; for hvert molekyle glukose kan din celle fremstille 38 molekyler ATP. Da det tager 30,5 kilojoules pr. Mol at syntetisere ATP, gemmer din celle med succes 40 procent af den frigivne energi ved at nedbryde glukose. De resterende 60 procent går tabt som varme; denne varme hjælper med at opretholde din kropstemperatur. Mens 40 procent måske lyder som et lavt tal, er det betydeligt mere effektivt end mange maskiner designet af mennesker. Selv de bedste biler kan for eksempel kun konvertere en fjerdedel af den energi, der er lagret i benzin, til energi, der bevæger bilen.